カプセル型内視鏡
【課題】起動用スイッチを配線基板の実装面に設ける必要がなく、配線基板の削減を可能として、さらなる小型化が可能となるカプセル型内視鏡を提供する。
【解決手段】カプセル型内視鏡１０において、カプセル外殻を形成するカプセルケース１１の内方に収容される柱体状の電池１３と、被検体外に設けられた外部磁石の磁力が加えられることで電池１３の電池軸線４２に沿う方向の一端側端面電極４３に接するよう変形する導電性金属ばね材からなる電極端子１４と、を設けた。電極端子１４は、一端側端面電極４３に接触した電極端子１４を接触維持させる磁石５０を備えることが好ましい。
【解決手段】カプセル型内視鏡１０において、カプセル外殻を形成するカプセルケース１１の内方に収容される柱体状の電池１３と、被検体外に設けられた外部磁石の磁力が加えられることで電池１３の電池軸線４２に沿う方向の一端側端面電極４３に接するよう変形する導電性金属ばね材からなる電極端子１４と、を設けた。電極端子１４は、一端側端面電極４３に接触した電極端子１４を接触維持させる磁石５０を備えることが好ましい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内に導入されるカプセル型内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
口から飲み込まれることで体内に導入され、自然排出されるまでの間、体腔内、例えば胃または小腸などの臓器の内部を蠕動運動に従って移動し、順次撮像するカプセル型内視鏡が実用化され始めている。被検体内で撮像された画像データは、時間の経過と共に無線通信によって、被検体の外部に設けられた外部装置に送信され、メモリに蓄積される。また、カプセル型内視鏡は被検体内に留置されるため、被検体外部からカプセル型内視鏡に電力を送信することも行われる。外部装置に電力送信用アンテナである送電コイルを設け、カプセル型内視鏡に電力受信アンテナである受電コイルを設ける。これにより、外部装置の送信用アンテナからカプセル型内視鏡の受信用アンテナに電力を供給し、被検体内に長時間留置されたカプセル型内視鏡の観察動作を実現可能としている（特許文献１参照）。
【０００３】
カプセル型内視鏡は、内蔵した電池から駆動電力を得るが、内部回路等がカプセルケース内に密閉された構造のためカプセルケース外面にスイッチ等を配設して操作者が起動や停止操作することができない。そこで、カプセルケース内に外部磁界によって動作するリードスイッチを備え、カプセル型内視鏡を保管する収納ケースに永久磁石を備えたカプセル型内視鏡システムが提案されている。リードスイッチは２本の強磁性体リードが一端に隙間を持って相対しガラス管の中に封入される。リードスイッチは外部から所定の閾値以上の磁界が印加されると、各リードにＮ極またはＳ極が誘導され、この磁気吸引力により２本のリードが短絡状態となる。そして磁界が所定の閾値未満になると、リードの弾性によりリードスイッチは開放状態となる（特許文献２参照）。
【０００４】
従って、このカプセル型内視鏡システムでは使用前に永久磁石が配設された収納ケース内に収容されて駆動せず、収納ケースから取り出されることによって永久磁石の影響下から離れ駆動を開始する。このカプセル型内視鏡システムによれば、所望の撮像開始タイミングで駆動を開始でき、電池の消耗を防止できる。
【０００５】
ところで、従来のカプセル型内視鏡は、画像データの無線通信用のアンテナや電力受信のアンテナ、あるいは、起動用スイッチがカプセルケースを肥大化させることのないようコンパクトに構成されて収容される。例えば図７に示すように、アンテナ１００と起動用スイッチ１０１とは、フレキシブル基板１０２によって接続された２枚の第１配線基板１０３と第２配線基板１０４とのうち一方の第１配線基板１０３に設けられている。アンテナ１００は、コイル状となり、第１配線基板１０３の表側実装面１０５ａに設けられる。起動用スイッチ１０１は、スイッチ機構部と永久磁石とからなる。第１配線基板１０３の裏側実装面１０５ｂには受電回路、無線送信部、画像処理部等を構成する複数の電子部品１０７等が実装される。第２配線基板１０４の表側実装面１０６ａには撮像素子１０８やＬＥＤ１０９が実装される。第２配線基板１０４の裏側実装面１０６ｂにはバッテリー電極１１１が突出して設けられる。
【０００６】
第１配線基板１０３と第２配線基板１０４とは不図示のカプセル軸線直交断面に収まる略円板形状で形成され、一方がフレキシブル基板１０２を介して１８０度折り返されることでカプセルケースの軸線方向に重ねて収容される。このようにして従来のカプセル型内視鏡によれば、各種機能部品をカプセルケースの軸線方向に高密度に積層して、カプセル型内視鏡の小型化を実現させていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１１９４５６号公報（段落０００４）
【特許文献２】特開２０１０−２４０２５２号公報（段落０００４〜０００６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
カプセル型内視鏡では、被検者へのさらなる負担軽減のため、より小型化されることが求められている。
しかしながら、従来構造のように、アンテナ１００と、スイッチ機構部および永久磁石からなる起動用スイッチ１０１とを、第１配線基板１０３の表側実装面１０５ａに設ければ、表側実装面１０５ａのほぼ全てが使用されることになった。また、バッテリー電極１１１を第２配線基板１０４の裏側実装面１０６ｂに設ければ、絶縁性の観点から裏側実装面１０６ｂのほぼ全てがバッテリー電極１１１の専用スペースとなった。このことは、配線基板を削減してコンパクト化を図る上での障害となった。このため、従来のカプセル型内視鏡は、カプセルケースの軸線方向に沿う全長がその分長くなる不利を包含していた。
【０００９】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、起動用スイッチを配線基板の実装面に設ける必要がなく、配線基板の削減を可能として、さらなる小型化が可能となるカプセル型内視鏡を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のカプセル型内視鏡は、カプセル外殻を形成するカプセルケースの内方に収容される柱体状の電池と、被検体外に設けられた外部磁石の磁力が加えられることで前記電池の電池軸線に沿う方向の一端側端面電極に導通するよう変形する導電性金属ばね材からなる電極端子と、を具備するものである。
【００１１】
さらに、本発明のカプセル型内視鏡は、前記電極端子に設けられ前記一端側端面電極に接触した該電極端子を接触維持させる磁石を具備するものである。
【００１２】
さらに、本発明のカプセル型内視鏡は、前記磁石が、前記電極端子の表面のうち、前記一端側端面電極に接触する端子接触面と反対側の端子裏面に配設されているものである。
【００１３】
さらに、本発明のカプセル型内視鏡は、前記電極端子が、前記一端側端面電極との接触を磁気吸引力によって維持するよう磁化されているものである。
【００１４】
さらに、本発明のカプセル型内視鏡は、カプセルケース裏面に前記電池を保持する電池保持部が凹設され、前記電池保持部における前記電池の他端側端面電極に対面する電極対向保持面には、前記カプセルケース裏面に渡って設けられた電極用配線パターンのパターン端子が微細複合加工技術によって形成されているものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るカプセル型内視鏡によれば、起動用スイッチを配線基板の実装面に設ける必要がなく、配線基板の削減を可能として、さらなる小型化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る実施形態のカプセル型内視鏡の一部分を切り欠いた側面図
【図２】（Ａ）は図１に示したカプセルケースのカプセルケース裏面の斜視図、（Ｂ）は図１に示したカプセルケースのカプセルケース表面の斜視図
【図３】（Ａ）はカプセルケース表面に線状導体を延在させた配線パターンによって形成されるアンテナの正面図、（Ｂ）はカプセルケース表面に線状導体を周回させた配線パターンによって形成されるアンテナの側面図
【図４】電極端子とパターン端子とからなる電極構造によって接続された電池の側面図
【図５】（Ａ）は輸送中における変形前（ＯＦＦ状態）の電極端子の側面図、（Ｂ）は外部磁力の印加によるＯＮ状態の電極端子の側面図、（Ｃ）は外部磁力の印加によるＯＦＦ状態の電極端子の側面図
【図６】（Ａ）はカメラモジュールの断面図、（Ｂ）は（Ａ）に示した撮像素子の拡大図
【図７】（Ａ）はフレキシブル基板で接続された従来のアンテナ、撮像素子、起動用スイッチを搭載した配線基板の表側の平面図、（Ｂ）は（Ａ）の裏側の背面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を用いて説明する。
図１は本発明に係る実施形態のカプセル型内視鏡の一部分を切り欠いた側面図である。
本実施形態に係るカプセル型内視鏡１０は、口から飲み込まれることで体内に導入され、自然排出されるまでの間、体腔内、例えば胃または小腸等の臓器の内部を蠕動運動に従って移動し、順次撮像を行う。被検体内で撮像された画像データは、時間の経過と共に無線通信によって、被検体の外部に設けられた外部装置に送信され、メモリに蓄積される。
【００１８】
カプセル型内視鏡１０は、カプセル外殻を形成するカプセルケース１１と、外部装置の送信用アンテナから供給される電力を受電するアンテナ１２（図２参照）と、電池１３と、電極端子１４と、単一配線基板１５と、カメラモジュール１６と、に大別構成される。カプセルケース１１は、メディカルグレードＰＣ樹脂等からなり、円筒形状の一端側が透明のドーム状キャップ１７によって密閉される。円筒形状の他端側は、封止キャップ１８によって密閉されてもよく、封止キャップ１８を用いる代わりにカプセルケース１１を有底円筒状としてもよい。
【００１９】
図２（Ａ）は図１に示したカプセルケース１１のカプセルケース裏面１９の斜視図、（Ｂ）は図１に示したカプセルケース１１のカプセルケース表面２０の斜視図である。
カプセルケース１１には、線状導体２１を延在させた配線パターン２２を有するアンテナ１２が形成される。本実施形態のアンテナ１２は、配線パターン２２が、カプセルケース表面２０に形成される表面側配線パターン２３と、カプセルケース裏面１９に形成される裏面側配線パターン２４と、からなる。表面側配線パターン２３と裏面側配線パターン２４とは、カプセルケース１１の貫通孔を貫通する貫通導体２５によって接続されている。貫通導体２５を挿通した貫通孔は、配線パターン２２の最表層に不図示のポリカーボネート層を形成することによって塞がれる。
【００２０】
カプセルケース表面２０に形成した表面線状導体２６の表面側一端部２７は、貫通導体２５によってカプセルケース裏面１９に形成した裏面線状導体２８の裏面側一端部２９に接続される。この裏面線状導体２８の裏面側他端部３０は、貫通導体２５によって、カプセルケース表面２０に形成した他の表面線状導体２６の表面側他端部３１に接続される。表面側配線パターン２３は、複数の平行な表面線状導体２６からなる。裏面側配線パターン２４も、複数の平行な裏面線状導体２８からなる。表面線状導体２６と裏面線状導体２８とは、カプセルケース１１の壁を挟んで表裏のものが円筒軸線３２に沿う方向で交互に接続され、結果、螺旋状となっている。
【００２１】
カプセルケース裏面１９には電池１３を保持する電池保持部３３が凹設されている。裏面側配線パターン２４は、主に電池保持部３３のカプセルケース裏面１９に形成される。電池保持部３３におけるカプセルケース裏面１９には段部３４が形成される。電池保持部３３では、電池１３がこの段部３４に当たることで、裏面側配線パターン２４から離間されて絶縁性が確保されている。
なお、裏面側配線パターン２４は、表面がポリカーボネート層で覆われて、電池１３と絶縁されてもよい。
【００２２】
これにより、表面側配線パターン２３と裏面側配線パターン２４とは、表面線状導体２６と裏面線状導体２８とを螺旋状に接続したヘリカルアンテナを形成し、感度を向上させることができる（螺旋軸方向の高い利得が得られる）。
【００２３】
配線パターン２２は、ＭＩＤ（Molded Interconnect Devices）技術によってカプセルケース１１に直接形成される。ＭＩＤとは、射出成形品の表面に電気回路を一体形成した三次元成形回路部品のことで、従来の二次元回路とは異なり、傾斜面、垂直面、曲面、成形体内部の貫通孔等にも回路を付加する。これにより、カプセルケース表面２０とカプセルケース裏面１９とに形成した表面側配線パターン２３と裏面側配線パターン２４を貫通導体２５で接続したヘリカルアンテナの形成が可能となる。
【００２４】
このＭＩＤは、射出成形された基板上に電気回路や機械的・電気的機能を組み込んだ部品を製造する技術（射出成形回路部品の製造技術）であり、特に、レーザを用いた加工により、極めて微細な３次元の回路形成が可能となり、基板上に形成するパターン変更などの自由度を高めることができる。
また、射出成形された基板の表面に立体的に、微細な電気回路を形成する微細複合加工技術（ＭＩＰＴＥＣ：Microscopic Integrated Processing Technology）が考案、開示されている。
ＭＩＰＴＥＣによれば、射出成形品の表面に電気回路を形成するＭＩＤ技術に、成形表面活性化処理技術とレーザパターニング工法等を用いることで、微細パターニング、かつ、ベアチップ実装が可能な３Ｄ実装デバイスを実現できる。
【００２５】
図３（Ａ）はカプセルケース表面２０に線状導体２１を延在させた配線パターン２２によって形成されるアンテナ３５の正面図、（Ｂ）はカプセルケース表面２０に線状導体２１を周回させた配線パターン２２によって形成されるアンテナ３８の側面図である。
図３（Ａ）に示す変形例に係るアンテナ３５は、カプセルケース表面２０のみ、あるいは、カプセルケース裏面１９のみに形成される。アンテナ３５は、平行に延在する複数対の線状導体２１の一端同士と他端同士とが、交互に接続されることでクランク形状を連続させた配線パターン３６を有する。
【００２６】
このアンテナ３５は、クランク形状に限らず、カプセルケース表面２０（または、カプセルケース裏面１９）に沿って線状導体２１を所望の形状に延在させた配線パターン３６として形成することができる。従来の立体構造となるコイル状アンテナを配置するための収容空間をカプセルケース内に確保する必要がなくなる。これにより、カプセルケース１１の軸線方向に沿う全長の短縮が可能になる。また、従来のアンテナ構造は、配線基板の一方の実装面（図７に示した第１配線基板１０３の表側実装面１０５ａ）のほぼ全域を使用してアンテナを配設していた。このことから、本アンテナ構造によって、表側実装面１０５ａにアンテナ設置スペースを確保する必要がなくなれば、他の実装部品（図７に示した従来の起動用スイッチ１０１等）の移設が可能とされることで、表側実装面１０５ａの全てが確保不要となる。
【００２７】
本実施形態のカプセル型内視鏡１０では、後述の電極端子１４が使用されることで、図７に示した従来の起動用スイッチ１０１を、第１配線基板１０３の表側実装面１０５ａに設ける必要がなくなる。その結果、上記のように、表側実装面１０５ａを不要にすることが可能となる。また、後述のパターン端子４１が使用されることで、図７に示した従来のバッテリー電極１１１を、第２配線基板１０４の裏側実装面１０６ｂに設ける必要がなくなる。その結果、裏側実装面１０６ｂが不要となる。つまり、２つの表側実装面１０５ａと裏側実装面１０６ｂとが不要となる。これにより、配線基板の一枚全てが削減でき、単一配線基板１５の１枚のみを搭載すればよくなる。これに加えて、図７に示した従来の２枚の第１配線基板１０３と第２配線基板１０４とを接続していたフレキシブル基板１０２もさらに不要となる。従って、カプセル型内視鏡１０では、これら不要となった部材のスペース分が小型化されている。
【００２８】
また、図３（Ｂ）に示す変形例に係るアンテナ３８は、円筒形状で形成されるカプセルケース１１に対し、円筒軸線３２を中心とした円周方向でカプセルケース表面２０に線状導体２１を周回させて形成した配線パターン３９を有する。
【００２９】
このアンテナ３８によれば、線状導体２１がカプセルケース表面２０を周回し、カプセルケース１１の最大外径を利用して、円筒軸線３２を中心としたヘリカルアンテナが形成される。これにより、螺旋のループ長、周回数を大きく確保でき、より感度を向上させることができる。
【００３０】
上記のアンテナ１２の配線パターン２２、アンテナ３８の配線パターン３９は、充電用コイルとして用いることができる。
【００３１】
アンテナ１２およびアンテナ３８は、ヘリカルアンテナとなることで、充電用コイル（受電用コイルと称することもできる。）としての利用が可能となる。ヘリカルアンテナである充電用コイルは、外部装置の送信用アンテナである送電コイルから交流磁界が印加されると、充電用コイルに電磁誘導により交流電流が発生し、受電が可能となる。電磁誘導によって充電用コイルに流れた電流は、受電回路で整流され、撮像素子４０の駆動電力や電池１３への充電用電力となる。
【００３２】
図４は電極端子１４とパターン端子４１とからなる電極構造によって接続された電池１３の側面図、図５（Ａ）は輸送中における変形前（ＯＦＦ状態）の電極端子１４の側面図、（Ｂ）は外部磁力の印加によるＯＮ状態の電極端子１４の側面図、（Ｃ）は外部磁力の印加によるＯＦＦ状態の電極端子１４の側面図である。
カプセルケース裏面１９には扁平柱体状の電池１３を保持する電池保持部３３が形成される。電池１３は、電池軸線４２に沿う方向の両端が、一端側端面電極４３と他端側端面電極４４となる。電池保持部３３は、円筒軸線３２に沿う方向の両端に離間して形成された一端側内鍔部４５と他端側内鍔部４６とによって画成される。本実施形態において、電池保持部３３には、２つの電池１３が直列に配置されて保持される。
【００３３】
一端側内鍔部４５には周溝４７が形成される。この周溝４７には電極端子１４の外周が嵌合して保持される。電極端子１４は、導電性金属ばね材からなり、図４に示す端子本体部４８と、この端子本体部４８から延出した短冊片状の接点部４９とからなる。電極端子１４は、端子本体部４８が周溝４７に保持されることで、板面が電池軸線４２に直交面となって配置される。接点部４９は、電池１３の電池軸線４２に沿う方向の一端側端面電極４３に接するよう山形状に形成される。
【００３４】
電極端子１４の接点部４９には、電池１３の一端側端面電極４３に接触した接点部４９を接触維持させる磁石５０が設けられる。電極端子１４は、被検体外に設けられた外部磁石３７の磁力が加えられることで、接点部４９が変位し、電池１３の一端側端面電極４３に接触または離間して電源回路を開閉（ＯＮ／ＯＦＦ）する。外部磁石３７は、永久磁石であっても、電磁石であってもよい。
【００３５】
本実施形態において磁石５０は、例えばＮ極が電池１３側、Ｓ極がその反対側となる。図５には単にＳまたはＮとして示す。電極端子１４は、初期状態および搬送中には、図５（Ａ）に示すように、接点部４９が一端側端面電極４３に離間して配置される。すなわち、磁石５０の磁気吸引力よりも接点部４９のばね力が大きく設定されている。
【００３６】
一方、電極端子１４は、図５（Ｂ）に示すように、検体の外部からカプセル型内視鏡１０に外部磁石３７を近づけることで、磁石５０と外部磁石３７との間の磁気反発力を利用して、接点部４９を一端側端面電極４３に接触させる。すなわち、磁石５０と外部磁石３７とによる磁気反発力よりも接点部４９のばね力が小さく設定される。一端側端面電極４３に接触した接点部４９は、電池１３との磁気吸引力によって接触状態に維持される。
【００３７】
また、電極端子１４は、図５（Ｃ）に示すように、検体の外部からカプセル型内視鏡１０に外部磁石３７を近づけることで、磁石５０と外部磁石３７との間の磁気吸引力を利用して、接触状態となる接点部４９を一端側端面電極４３から離す。すなわち、磁石５０と外部磁石３７とによる磁気吸引力よりも接点部４９のばね力が小さく設定される。これにより、一旦導通した電池１３と電極端子１４とを離間させ、電源回路をＯＦＦにすることを可能としている。
【００３８】
電極端子１４によれば、従来のスイッチ機構部と永久磁石とからなる起動用スイッチを配線基板の実装面（図７に示した第１配線基板１０３の表側実装面１０５ａ）に設けずに、カプセル型内視鏡１０の起動が可能となる。これにより、従来、配線基板の実装面に確保していた図７に示す起動用スイッチ１０１の設置スペースが不要となる。
【００３９】
磁石５０を備えた電極端子１４では、一端側端面電極４３に接した接点部４９が、磁石５０による磁気吸引力によって一端側端面電極４３に吸着保持される。また、磁石５０を付加することにより接点部４９の接圧を大きくし、電気抵抗を小さくできる。
【００４０】
磁石５０は、一端側端面電極４３に接触する端子接触面５１と反対側の端子裏面５２に配設されていることが好ましい。
【００４１】
端子裏面５２に磁石５０を設けた電極端子１４では、接点部４９の端子接触面５１が、端子裏面５２に設けられた磁石５０の磁気吸引力によって、電池１３の一端側端面電極４３に吸着保持される。従って、一端側端面電極４３と端子接触面５１とは、直接的に接触することとなり、磁性体が介する場合に比べ、電池１３と電極端子１４との導電性が向上する。
【００４２】
なお、電極端子１４は、少なくとも接点部４９が、一端側端面電極４３との接触を磁気吸引力によって維持するよう磁化されていてもよい。
【００４３】
接点部４９が磁化された電極端子１４では、接点部４９が自身の磁気吸引力によって一端側端面電極４３に吸着保持される。従って、磁石５０は不要となる。また、磁石５０が設けられている場合には、より大きな磁気吸引力が得られるようになり、電極端子１４の接点部４９が電池１３に対してより安定的に接続可能となる。
【００４４】
次に、電極端子１４の変形例を説明する。
変形例に係る電極端子は、図示は省略するが、端子本体部と、この端子本体部から延出した短冊片状の接点部とからなる。電極端子は、熱が加えられることで、電池１３の電池軸線４２に沿う方向の一端側端面電極４３に接するよう接点部を山形状に熱変形させる形状記憶合金からなる。
【００４５】
形状記憶合金の材料としては、例えば低温（６０〜１５０℃）で熱変形するＮｉ−Ｔｉ系材料を用いることができる。これにより、カプセル型内視鏡１０は、使用前の煮沸消毒で起動させることが可能となる。この他、形状記憶合金の材質は、Ｔｉ−Ｎｉ合金や、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ合金、Ｎｉ−Ｍｎ系合金、Ｃｏ−Ｎｉ系合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金等からなるものであってもよい。
なお、電極端子１４は、強磁性形状記憶合金（Ｎｉ−Ｍｎ−Ｇａ等の合金）を用いることで、磁場による変形も可能にできる。
【００４６】
形状記憶合金からなる電極端子では、カプセルケース１１が例えば煮沸消毒等によって外部から加熱されると、カプセルケース１１の内方に収容された電極端子の接点部が山形状に熱変形し、電池１３の一端側端面電極４３に接して電源回路が閉じられる。
【００４７】
また、電極端子には、電池１３の一端側端面電極４３に接触した接点部を接触維持させる磁石５０を設けてもよい。
【００４８】
磁石５０を備えた電極端子では、所定温度に加熱されて熱変形することにより、一端側端面電極４３に接した接点部が、磁石５０による磁気吸引力によって一端側端面電極４３に吸着保持される。これにより、電極端子は、熱変形を生じる温度以下となっても、磁石５０による磁気吸引力によって一端側端面電極４３との接触状態が維持される。また、磁石５０を付加することにより接点部の接圧を大きくし、電気抵抗を小さくできる。
【００４９】
なお、電極端子は、少なくとも接点部が、一端側端面電極４３との接触を磁気吸引力によって維持するよう磁化されていてもよい。
【００５０】
接点部が磁化された電極端子では、接点部が自身の磁気吸引力によって一端側端面電極４３に吸着保持される。従って、磁石５０は不要となる。また、磁石５０が設けられている場合には、より大きな磁気吸引力が得られるようになり、電極端子の接点部が電池１３に対して熱変動に影響されずに安定的に接続可能となる。
【００５１】
電池保持部３３に保持された電池１３は、一端側端面電極４３が電極端子１４によって接続される。電極端子１４は、微細複合加工技術によってカプセルケース裏面１９に形成された電極用配線パターン５３によって単一配線基板１５の所定の接続端子に接続される。
【００５２】
一方、電池保持部３３における電池１３の他端側端面電極４４に対面する他端側内鍔部４６の電極対向保持面５４（図４参照）にはパターン端子４１が形成されている。パターン端子４１は、他端側内鍔部４６とカプセルケース裏面１９とに渡って設けられた電極用配線パターン５３の一部分として、微細複合加工技術によって三次元成形されている。
【００５３】
パターン端子４１は、微細複合加工技術が用いられることで、カプセルケース裏面１９や他端側内鍔部４６と一体となって設けられる。これにより、従来、電池１３の他端側端面電極４４と電源回路とを接続するために使用していた図７に示した従来のバッテリー電極１１１を、第２配線基板１０４の裏側実装面１０６ｂに設ける必要がなくなる。その結果、裏側実装面１０６ｂが不要となる。これに加え、フレキシブル基板１０２が不要となり、フレキシブル基板１０２の設置スペースの分、カプセル型内視鏡１０の小型化が可能となっている。
【００５４】
電極端子１４の近傍には電極端子１４と平行に単一配線基板１５が配設される。単一配線基板１５は、円形状に形成され、カプセルケース裏面１９に形成された基板保持溝５５（図１参照）に外周が嵌合して保持される。この単一配線基板１５の電極端子１４に対向する実装面には、ＬＥＤ駆動回路、撮像素子駆動回路、画像処理回路、送信回路、受電回路、充電制御回路、これら全体をコントロールする制御回路等を構成する複数の電子部品５６が実装される。単一配線基板１５の電極端子１４と反対側の実装面には、カメラモジュール１６が搭載される。
【００５５】
図６（Ａ）はカメラモジュール１６の断面図、（Ｂ）は（Ａ）に示した撮像素子４０の拡大図である。
カメラモジュール１６は、中心に外光取入口５７の穿設されたアクリル樹脂等からなる円板状のモジュール本体部５８を有する。モジュール本体部５８には、ドーム状キャップ１７に向かって突出する鏡筒部５９が同軸で形成される。鏡筒部５９には、外光入射側から絞り機構部６０と、複合レンズ部６１と、を内設する。絞り機構部６０は、開口面積を拡縮することによって外光量の取り入れ制御を可能としている。複合レンズ部６１は、一部のレンズを移動することにより焦点距離を調整可能としている。外光取入口５７には光学素子６２が配設される。
【００５６】
モジュール本体部５８には、鏡筒部５９を包囲して光源部６３が設けられる。光源部６３は、鏡筒部５９を包囲して周方向に所定間隔で配置したＬＥＤ６４を有する。モジュール本体部５８の鏡筒部５９と反対側の面には撮像素子４０が実装される。撮像素子４０の受光面６５には、絞り機構部６０、複合レンズ部６１、光学素子６２、外光取入口５７を通った外光が観察像として結像される。撮像素子４０は、観察像を撮像信号として出力する。出力された撮像信号は画像処理回路によってデジタル信号に変換された後、ホワイトバランス補正、ガンマ補正、輪郭強調、色補正等の各種処理が施される。画像処理回路で処理された撮像信号は、制御回路による制御に基づき各種情報と共に送信回路によって送信される。送信された撮像信号は、被検体の外部に設けられた外部装置によって受信され、メモリに蓄積される。
【００５７】
ここで、従来、撮像素子４０は、図７に示した第２配線基板１０４の表側実装面１０６ａに実装されていた。従って、従来構造では、撮像素子１０８の受光面に形成される出力回路は、撮像素子１０８を厚み方向に貫通した背面側で図７に示した表側実装面１０６ａに接続されていた。このため、図７に示した従来の撮像素子１０８は、貫通電極構造となった高価なものであった。これに対し、本実施形態のカプセル型内視鏡１０では、モジュール本体部５８に微細複合加工技術によって撮像素子用接続配線パターン６６が形成される。撮像素子４０は、受光面６５に設けられた素子端子６７が撮像素子用接続配線パターン６６に接続される。これにより、撮像素子４０として、貫通電極構造でない安価な市販品の使用を可能にしている。
【００５８】
従って、本実施形態に係るカプセル型内視鏡１０によれば、起動用スイッチを配線基板の実装面に設ける必要がなく、配線基板の削減を可能として、さらなる小型化を実現できる。
【符号の説明】
【００５９】
１３ 電池
１４ 電極端子
１９ カプセルケース裏面
３３ 電池保持部
３７ 外部磁石
４１ パターン端子
４２ 電池軸線
４３ 一端側端面電極
４４ 他端側端面電極
５０ 磁石
５１ 端子接触面
５２ 端子裏面
５３ 電極用配線パターン
５４ 電極対向保持面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被検体内に導入されるカプセル型内視鏡に関する。
【背景技術】
【０００２】
口から飲み込まれることで体内に導入され、自然排出されるまでの間、体腔内、例えば胃または小腸などの臓器の内部を蠕動運動に従って移動し、順次撮像するカプセル型内視鏡が実用化され始めている。被検体内で撮像された画像データは、時間の経過と共に無線通信によって、被検体の外部に設けられた外部装置に送信され、メモリに蓄積される。また、カプセル型内視鏡は被検体内に留置されるため、被検体外部からカプセル型内視鏡に電力を送信することも行われる。外部装置に電力送信用アンテナである送電コイルを設け、カプセル型内視鏡に電力受信アンテナである受電コイルを設ける。これにより、外部装置の送信用アンテナからカプセル型内視鏡の受信用アンテナに電力を供給し、被検体内に長時間留置されたカプセル型内視鏡の観察動作を実現可能としている（特許文献１参照）。
【０００３】
カプセル型内視鏡は、内蔵した電池から駆動電力を得るが、内部回路等がカプセルケース内に密閉された構造のためカプセルケース外面にスイッチ等を配設して操作者が起動や停止操作することができない。そこで、カプセルケース内に外部磁界によって動作するリードスイッチを備え、カプセル型内視鏡を保管する収納ケースに永久磁石を備えたカプセル型内視鏡システムが提案されている。リードスイッチは２本の強磁性体リードが一端に隙間を持って相対しガラス管の中に封入される。リードスイッチは外部から所定の閾値以上の磁界が印加されると、各リードにＮ極またはＳ極が誘導され、この磁気吸引力により２本のリードが短絡状態となる。そして磁界が所定の閾値未満になると、リードの弾性によりリードスイッチは開放状態となる（特許文献２参照）。
【０００４】
従って、このカプセル型内視鏡システムでは使用前に永久磁石が配設された収納ケース内に収容されて駆動せず、収納ケースから取り出されることによって永久磁石の影響下から離れ駆動を開始する。このカプセル型内視鏡システムによれば、所望の撮像開始タイミングで駆動を開始でき、電池の消耗を防止できる。
【０００５】
ところで、従来のカプセル型内視鏡は、画像データの無線通信用のアンテナや電力受信のアンテナ、あるいは、起動用スイッチがカプセルケースを肥大化させることのないようコンパクトに構成されて収容される。例えば図７に示すように、アンテナ１００と起動用スイッチ１０１とは、フレキシブル基板１０２によって接続された２枚の第１配線基板１０３と第２配線基板１０４とのうち一方の第１配線基板１０３に設けられている。アンテナ１００は、コイル状となり、第１配線基板１０３の表側実装面１０５ａに設けられる。起動用スイッチ１０１は、スイッチ機構部と永久磁石とからなる。第１配線基板１０３の裏側実装面１０５ｂには受電回路、無線送信部、画像処理部等を構成する複数の電子部品１０７等が実装される。第２配線基板１０４の表側実装面１０６ａには撮像素子１０８やＬＥＤ１０９が実装される。第２配線基板１０４の裏側実装面１０６ｂにはバッテリー電極１１１が突出して設けられる。
【０００６】
第１配線基板１０３と第２配線基板１０４とは不図示のカプセル軸線直交断面に収まる略円板形状で形成され、一方がフレキシブル基板１０２を介して１８０度折り返されることでカプセルケースの軸線方向に重ねて収容される。このようにして従来のカプセル型内視鏡によれば、各種機能部品をカプセルケースの軸線方向に高密度に積層して、カプセル型内視鏡の小型化を実現させていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１０−１１９４５６号公報（段落０００４）
【特許文献２】特開２０１０−２４０２５２号公報（段落０００４〜０００６）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
カプセル型内視鏡では、被検者へのさらなる負担軽減のため、より小型化されることが求められている。
しかしながら、従来構造のように、アンテナ１００と、スイッチ機構部および永久磁石からなる起動用スイッチ１０１とを、第１配線基板１０３の表側実装面１０５ａに設ければ、表側実装面１０５ａのほぼ全てが使用されることになった。また、バッテリー電極１１１を第２配線基板１０４の裏側実装面１０６ｂに設ければ、絶縁性の観点から裏側実装面１０６ｂのほぼ全てがバッテリー電極１１１の専用スペースとなった。このことは、配線基板を削減してコンパクト化を図る上での障害となった。このため、従来のカプセル型内視鏡は、カプセルケースの軸線方向に沿う全長がその分長くなる不利を包含していた。
【０００９】
本発明は上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は、起動用スイッチを配線基板の実装面に設ける必要がなく、配線基板の削減を可能として、さらなる小型化が可能となるカプセル型内視鏡を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明のカプセル型内視鏡は、カプセル外殻を形成するカプセルケースの内方に収容される柱体状の電池と、被検体外に設けられた外部磁石の磁力が加えられることで前記電池の電池軸線に沿う方向の一端側端面電極に導通するよう変形する導電性金属ばね材からなる電極端子と、を具備するものである。
【００１１】
さらに、本発明のカプセル型内視鏡は、前記電極端子に設けられ前記一端側端面電極に接触した該電極端子を接触維持させる磁石を具備するものである。
【００１２】
さらに、本発明のカプセル型内視鏡は、前記磁石が、前記電極端子の表面のうち、前記一端側端面電極に接触する端子接触面と反対側の端子裏面に配設されているものである。
【００１３】
さらに、本発明のカプセル型内視鏡は、前記電極端子が、前記一端側端面電極との接触を磁気吸引力によって維持するよう磁化されているものである。
【００１４】
さらに、本発明のカプセル型内視鏡は、カプセルケース裏面に前記電池を保持する電池保持部が凹設され、前記電池保持部における前記電池の他端側端面電極に対面する電極対向保持面には、前記カプセルケース裏面に渡って設けられた電極用配線パターンのパターン端子が微細複合加工技術によって形成されているものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係るカプセル型内視鏡によれば、起動用スイッチを配線基板の実装面に設ける必要がなく、配線基板の削減を可能として、さらなる小型化を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係る実施形態のカプセル型内視鏡の一部分を切り欠いた側面図
【図２】（Ａ）は図１に示したカプセルケースのカプセルケース裏面の斜視図、（Ｂ）は図１に示したカプセルケースのカプセルケース表面の斜視図
【図３】（Ａ）はカプセルケース表面に線状導体を延在させた配線パターンによって形成されるアンテナの正面図、（Ｂ）はカプセルケース表面に線状導体を周回させた配線パターンによって形成されるアンテナの側面図
【図４】電極端子とパターン端子とからなる電極構造によって接続された電池の側面図
【図５】（Ａ）は輸送中における変形前（ＯＦＦ状態）の電極端子の側面図、（Ｂ）は外部磁力の印加によるＯＮ状態の電極端子の側面図、（Ｃ）は外部磁力の印加によるＯＦＦ状態の電極端子の側面図
【図６】（Ａ）はカメラモジュールの断面図、（Ｂ）は（Ａ）に示した撮像素子の拡大図
【図７】（Ａ）はフレキシブル基板で接続された従来のアンテナ、撮像素子、起動用スイッチを搭載した配線基板の表側の平面図、（Ｂ）は（Ａ）の裏側の背面図
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明に係る実施形態について、図面を用いて説明する。
図１は本発明に係る実施形態のカプセル型内視鏡の一部分を切り欠いた側面図である。
本実施形態に係るカプセル型内視鏡１０は、口から飲み込まれることで体内に導入され、自然排出されるまでの間、体腔内、例えば胃または小腸等の臓器の内部を蠕動運動に従って移動し、順次撮像を行う。被検体内で撮像された画像データは、時間の経過と共に無線通信によって、被検体の外部に設けられた外部装置に送信され、メモリに蓄積される。
【００１８】
カプセル型内視鏡１０は、カプセル外殻を形成するカプセルケース１１と、外部装置の送信用アンテナから供給される電力を受電するアンテナ１２（図２参照）と、電池１３と、電極端子１４と、単一配線基板１５と、カメラモジュール１６と、に大別構成される。カプセルケース１１は、メディカルグレードＰＣ樹脂等からなり、円筒形状の一端側が透明のドーム状キャップ１７によって密閉される。円筒形状の他端側は、封止キャップ１８によって密閉されてもよく、封止キャップ１８を用いる代わりにカプセルケース１１を有底円筒状としてもよい。
【００１９】
図２（Ａ）は図１に示したカプセルケース１１のカプセルケース裏面１９の斜視図、（Ｂ）は図１に示したカプセルケース１１のカプセルケース表面２０の斜視図である。
カプセルケース１１には、線状導体２１を延在させた配線パターン２２を有するアンテナ１２が形成される。本実施形態のアンテナ１２は、配線パターン２２が、カプセルケース表面２０に形成される表面側配線パターン２３と、カプセルケース裏面１９に形成される裏面側配線パターン２４と、からなる。表面側配線パターン２３と裏面側配線パターン２４とは、カプセルケース１１の貫通孔を貫通する貫通導体２５によって接続されている。貫通導体２５を挿通した貫通孔は、配線パターン２２の最表層に不図示のポリカーボネート層を形成することによって塞がれる。
【００２０】
カプセルケース表面２０に形成した表面線状導体２６の表面側一端部２７は、貫通導体２５によってカプセルケース裏面１９に形成した裏面線状導体２８の裏面側一端部２９に接続される。この裏面線状導体２８の裏面側他端部３０は、貫通導体２５によって、カプセルケース表面２０に形成した他の表面線状導体２６の表面側他端部３１に接続される。表面側配線パターン２３は、複数の平行な表面線状導体２６からなる。裏面側配線パターン２４も、複数の平行な裏面線状導体２８からなる。表面線状導体２６と裏面線状導体２８とは、カプセルケース１１の壁を挟んで表裏のものが円筒軸線３２に沿う方向で交互に接続され、結果、螺旋状となっている。
【００２１】
カプセルケース裏面１９には電池１３を保持する電池保持部３３が凹設されている。裏面側配線パターン２４は、主に電池保持部３３のカプセルケース裏面１９に形成される。電池保持部３３におけるカプセルケース裏面１９には段部３４が形成される。電池保持部３３では、電池１３がこの段部３４に当たることで、裏面側配線パターン２４から離間されて絶縁性が確保されている。
なお、裏面側配線パターン２４は、表面がポリカーボネート層で覆われて、電池１３と絶縁されてもよい。
【００２２】
これにより、表面側配線パターン２３と裏面側配線パターン２４とは、表面線状導体２６と裏面線状導体２８とを螺旋状に接続したヘリカルアンテナを形成し、感度を向上させることができる（螺旋軸方向の高い利得が得られる）。
【００２３】
配線パターン２２は、ＭＩＤ（Molded Interconnect Devices）技術によってカプセルケース１１に直接形成される。ＭＩＤとは、射出成形品の表面に電気回路を一体形成した三次元成形回路部品のことで、従来の二次元回路とは異なり、傾斜面、垂直面、曲面、成形体内部の貫通孔等にも回路を付加する。これにより、カプセルケース表面２０とカプセルケース裏面１９とに形成した表面側配線パターン２３と裏面側配線パターン２４を貫通導体２５で接続したヘリカルアンテナの形成が可能となる。
【００２４】
このＭＩＤは、射出成形された基板上に電気回路や機械的・電気的機能を組み込んだ部品を製造する技術（射出成形回路部品の製造技術）であり、特に、レーザを用いた加工により、極めて微細な３次元の回路形成が可能となり、基板上に形成するパターン変更などの自由度を高めることができる。
また、射出成形された基板の表面に立体的に、微細な電気回路を形成する微細複合加工技術（ＭＩＰＴＥＣ：Microscopic Integrated Processing Technology）が考案、開示されている。
ＭＩＰＴＥＣによれば、射出成形品の表面に電気回路を形成するＭＩＤ技術に、成形表面活性化処理技術とレーザパターニング工法等を用いることで、微細パターニング、かつ、ベアチップ実装が可能な３Ｄ実装デバイスを実現できる。
【００２５】
図３（Ａ）はカプセルケース表面２０に線状導体２１を延在させた配線パターン２２によって形成されるアンテナ３５の正面図、（Ｂ）はカプセルケース表面２０に線状導体２１を周回させた配線パターン２２によって形成されるアンテナ３８の側面図である。
図３（Ａ）に示す変形例に係るアンテナ３５は、カプセルケース表面２０のみ、あるいは、カプセルケース裏面１９のみに形成される。アンテナ３５は、平行に延在する複数対の線状導体２１の一端同士と他端同士とが、交互に接続されることでクランク形状を連続させた配線パターン３６を有する。
【００２６】
このアンテナ３５は、クランク形状に限らず、カプセルケース表面２０（または、カプセルケース裏面１９）に沿って線状導体２１を所望の形状に延在させた配線パターン３６として形成することができる。従来の立体構造となるコイル状アンテナを配置するための収容空間をカプセルケース内に確保する必要がなくなる。これにより、カプセルケース１１の軸線方向に沿う全長の短縮が可能になる。また、従来のアンテナ構造は、配線基板の一方の実装面（図７に示した第１配線基板１０３の表側実装面１０５ａ）のほぼ全域を使用してアンテナを配設していた。このことから、本アンテナ構造によって、表側実装面１０５ａにアンテナ設置スペースを確保する必要がなくなれば、他の実装部品（図７に示した従来の起動用スイッチ１０１等）の移設が可能とされることで、表側実装面１０５ａの全てが確保不要となる。
【００２７】
本実施形態のカプセル型内視鏡１０では、後述の電極端子１４が使用されることで、図７に示した従来の起動用スイッチ１０１を、第１配線基板１０３の表側実装面１０５ａに設ける必要がなくなる。その結果、上記のように、表側実装面１０５ａを不要にすることが可能となる。また、後述のパターン端子４１が使用されることで、図７に示した従来のバッテリー電極１１１を、第２配線基板１０４の裏側実装面１０６ｂに設ける必要がなくなる。その結果、裏側実装面１０６ｂが不要となる。つまり、２つの表側実装面１０５ａと裏側実装面１０６ｂとが不要となる。これにより、配線基板の一枚全てが削減でき、単一配線基板１５の１枚のみを搭載すればよくなる。これに加えて、図７に示した従来の２枚の第１配線基板１０３と第２配線基板１０４とを接続していたフレキシブル基板１０２もさらに不要となる。従って、カプセル型内視鏡１０では、これら不要となった部材のスペース分が小型化されている。
【００２８】
また、図３（Ｂ）に示す変形例に係るアンテナ３８は、円筒形状で形成されるカプセルケース１１に対し、円筒軸線３２を中心とした円周方向でカプセルケース表面２０に線状導体２１を周回させて形成した配線パターン３９を有する。
【００２９】
このアンテナ３８によれば、線状導体２１がカプセルケース表面２０を周回し、カプセルケース１１の最大外径を利用して、円筒軸線３２を中心としたヘリカルアンテナが形成される。これにより、螺旋のループ長、周回数を大きく確保でき、より感度を向上させることができる。
【００３０】
上記のアンテナ１２の配線パターン２２、アンテナ３８の配線パターン３９は、充電用コイルとして用いることができる。
【００３１】
アンテナ１２およびアンテナ３８は、ヘリカルアンテナとなることで、充電用コイル（受電用コイルと称することもできる。）としての利用が可能となる。ヘリカルアンテナである充電用コイルは、外部装置の送信用アンテナである送電コイルから交流磁界が印加されると、充電用コイルに電磁誘導により交流電流が発生し、受電が可能となる。電磁誘導によって充電用コイルに流れた電流は、受電回路で整流され、撮像素子４０の駆動電力や電池１３への充電用電力となる。
【００３２】
図４は電極端子１４とパターン端子４１とからなる電極構造によって接続された電池１３の側面図、図５（Ａ）は輸送中における変形前（ＯＦＦ状態）の電極端子１４の側面図、（Ｂ）は外部磁力の印加によるＯＮ状態の電極端子１４の側面図、（Ｃ）は外部磁力の印加によるＯＦＦ状態の電極端子１４の側面図である。
カプセルケース裏面１９には扁平柱体状の電池１３を保持する電池保持部３３が形成される。電池１３は、電池軸線４２に沿う方向の両端が、一端側端面電極４３と他端側端面電極４４となる。電池保持部３３は、円筒軸線３２に沿う方向の両端に離間して形成された一端側内鍔部４５と他端側内鍔部４６とによって画成される。本実施形態において、電池保持部３３には、２つの電池１３が直列に配置されて保持される。
【００３３】
一端側内鍔部４５には周溝４７が形成される。この周溝４７には電極端子１４の外周が嵌合して保持される。電極端子１４は、導電性金属ばね材からなり、図４に示す端子本体部４８と、この端子本体部４８から延出した短冊片状の接点部４９とからなる。電極端子１４は、端子本体部４８が周溝４７に保持されることで、板面が電池軸線４２に直交面となって配置される。接点部４９は、電池１３の電池軸線４２に沿う方向の一端側端面電極４３に接するよう山形状に形成される。
【００３４】
電極端子１４の接点部４９には、電池１３の一端側端面電極４３に接触した接点部４９を接触維持させる磁石５０が設けられる。電極端子１４は、被検体外に設けられた外部磁石３７の磁力が加えられることで、接点部４９が変位し、電池１３の一端側端面電極４３に接触または離間して電源回路を開閉（ＯＮ／ＯＦＦ）する。外部磁石３７は、永久磁石であっても、電磁石であってもよい。
【００３５】
本実施形態において磁石５０は、例えばＮ極が電池１３側、Ｓ極がその反対側となる。図５には単にＳまたはＮとして示す。電極端子１４は、初期状態および搬送中には、図５（Ａ）に示すように、接点部４９が一端側端面電極４３に離間して配置される。すなわち、磁石５０の磁気吸引力よりも接点部４９のばね力が大きく設定されている。
【００３６】
一方、電極端子１４は、図５（Ｂ）に示すように、検体の外部からカプセル型内視鏡１０に外部磁石３７を近づけることで、磁石５０と外部磁石３７との間の磁気反発力を利用して、接点部４９を一端側端面電極４３に接触させる。すなわち、磁石５０と外部磁石３７とによる磁気反発力よりも接点部４９のばね力が小さく設定される。一端側端面電極４３に接触した接点部４９は、電池１３との磁気吸引力によって接触状態に維持される。
【００３７】
また、電極端子１４は、図５（Ｃ）に示すように、検体の外部からカプセル型内視鏡１０に外部磁石３７を近づけることで、磁石５０と外部磁石３７との間の磁気吸引力を利用して、接触状態となる接点部４９を一端側端面電極４３から離す。すなわち、磁石５０と外部磁石３７とによる磁気吸引力よりも接点部４９のばね力が小さく設定される。これにより、一旦導通した電池１３と電極端子１４とを離間させ、電源回路をＯＦＦにすることを可能としている。
【００３８】
電極端子１４によれば、従来のスイッチ機構部と永久磁石とからなる起動用スイッチを配線基板の実装面（図７に示した第１配線基板１０３の表側実装面１０５ａ）に設けずに、カプセル型内視鏡１０の起動が可能となる。これにより、従来、配線基板の実装面に確保していた図７に示す起動用スイッチ１０１の設置スペースが不要となる。
【００３９】
磁石５０を備えた電極端子１４では、一端側端面電極４３に接した接点部４９が、磁石５０による磁気吸引力によって一端側端面電極４３に吸着保持される。また、磁石５０を付加することにより接点部４９の接圧を大きくし、電気抵抗を小さくできる。
【００４０】
磁石５０は、一端側端面電極４３に接触する端子接触面５１と反対側の端子裏面５２に配設されていることが好ましい。
【００４１】
端子裏面５２に磁石５０を設けた電極端子１４では、接点部４９の端子接触面５１が、端子裏面５２に設けられた磁石５０の磁気吸引力によって、電池１３の一端側端面電極４３に吸着保持される。従って、一端側端面電極４３と端子接触面５１とは、直接的に接触することとなり、磁性体が介する場合に比べ、電池１３と電極端子１４との導電性が向上する。
【００４２】
なお、電極端子１４は、少なくとも接点部４９が、一端側端面電極４３との接触を磁気吸引力によって維持するよう磁化されていてもよい。
【００４３】
接点部４９が磁化された電極端子１４では、接点部４９が自身の磁気吸引力によって一端側端面電極４３に吸着保持される。従って、磁石５０は不要となる。また、磁石５０が設けられている場合には、より大きな磁気吸引力が得られるようになり、電極端子１４の接点部４９が電池１３に対してより安定的に接続可能となる。
【００４４】
次に、電極端子１４の変形例を説明する。
変形例に係る電極端子は、図示は省略するが、端子本体部と、この端子本体部から延出した短冊片状の接点部とからなる。電極端子は、熱が加えられることで、電池１３の電池軸線４２に沿う方向の一端側端面電極４３に接するよう接点部を山形状に熱変形させる形状記憶合金からなる。
【００４５】
形状記憶合金の材料としては、例えば低温（６０〜１５０℃）で熱変形するＮｉ−Ｔｉ系材料を用いることができる。これにより、カプセル型内視鏡１０は、使用前の煮沸消毒で起動させることが可能となる。この他、形状記憶合金の材質は、Ｔｉ−Ｎｉ合金や、Ｆｅ−Ｍｎ−Ｓｉ合金、Ｎｉ−Ｍｎ系合金、Ｃｏ−Ｎｉ系合金、Ｃｕ−Ｚｎ合金等からなるものであってもよい。
なお、電極端子１４は、強磁性形状記憶合金（Ｎｉ−Ｍｎ−Ｇａ等の合金）を用いることで、磁場による変形も可能にできる。
【００４６】
形状記憶合金からなる電極端子では、カプセルケース１１が例えば煮沸消毒等によって外部から加熱されると、カプセルケース１１の内方に収容された電極端子の接点部が山形状に熱変形し、電池１３の一端側端面電極４３に接して電源回路が閉じられる。
【００４７】
また、電極端子には、電池１３の一端側端面電極４３に接触した接点部を接触維持させる磁石５０を設けてもよい。
【００４８】
磁石５０を備えた電極端子では、所定温度に加熱されて熱変形することにより、一端側端面電極４３に接した接点部が、磁石５０による磁気吸引力によって一端側端面電極４３に吸着保持される。これにより、電極端子は、熱変形を生じる温度以下となっても、磁石５０による磁気吸引力によって一端側端面電極４３との接触状態が維持される。また、磁石５０を付加することにより接点部の接圧を大きくし、電気抵抗を小さくできる。
【００４９】
なお、電極端子は、少なくとも接点部が、一端側端面電極４３との接触を磁気吸引力によって維持するよう磁化されていてもよい。
【００５０】
接点部が磁化された電極端子では、接点部が自身の磁気吸引力によって一端側端面電極４３に吸着保持される。従って、磁石５０は不要となる。また、磁石５０が設けられている場合には、より大きな磁気吸引力が得られるようになり、電極端子の接点部が電池１３に対して熱変動に影響されずに安定的に接続可能となる。
【００５１】
電池保持部３３に保持された電池１３は、一端側端面電極４３が電極端子１４によって接続される。電極端子１４は、微細複合加工技術によってカプセルケース裏面１９に形成された電極用配線パターン５３によって単一配線基板１５の所定の接続端子に接続される。
【００５２】
一方、電池保持部３３における電池１３の他端側端面電極４４に対面する他端側内鍔部４６の電極対向保持面５４（図４参照）にはパターン端子４１が形成されている。パターン端子４１は、他端側内鍔部４６とカプセルケース裏面１９とに渡って設けられた電極用配線パターン５３の一部分として、微細複合加工技術によって三次元成形されている。
【００５３】
パターン端子４１は、微細複合加工技術が用いられることで、カプセルケース裏面１９や他端側内鍔部４６と一体となって設けられる。これにより、従来、電池１３の他端側端面電極４４と電源回路とを接続するために使用していた図７に示した従来のバッテリー電極１１１を、第２配線基板１０４の裏側実装面１０６ｂに設ける必要がなくなる。その結果、裏側実装面１０６ｂが不要となる。これに加え、フレキシブル基板１０２が不要となり、フレキシブル基板１０２の設置スペースの分、カプセル型内視鏡１０の小型化が可能となっている。
【００５４】
電極端子１４の近傍には電極端子１４と平行に単一配線基板１５が配設される。単一配線基板１５は、円形状に形成され、カプセルケース裏面１９に形成された基板保持溝５５（図１参照）に外周が嵌合して保持される。この単一配線基板１５の電極端子１４に対向する実装面には、ＬＥＤ駆動回路、撮像素子駆動回路、画像処理回路、送信回路、受電回路、充電制御回路、これら全体をコントロールする制御回路等を構成する複数の電子部品５６が実装される。単一配線基板１５の電極端子１４と反対側の実装面には、カメラモジュール１６が搭載される。
【００５５】
図６（Ａ）はカメラモジュール１６の断面図、（Ｂ）は（Ａ）に示した撮像素子４０の拡大図である。
カメラモジュール１６は、中心に外光取入口５７の穿設されたアクリル樹脂等からなる円板状のモジュール本体部５８を有する。モジュール本体部５８には、ドーム状キャップ１７に向かって突出する鏡筒部５９が同軸で形成される。鏡筒部５９には、外光入射側から絞り機構部６０と、複合レンズ部６１と、を内設する。絞り機構部６０は、開口面積を拡縮することによって外光量の取り入れ制御を可能としている。複合レンズ部６１は、一部のレンズを移動することにより焦点距離を調整可能としている。外光取入口５７には光学素子６２が配設される。
【００５６】
モジュール本体部５８には、鏡筒部５９を包囲して光源部６３が設けられる。光源部６３は、鏡筒部５９を包囲して周方向に所定間隔で配置したＬＥＤ６４を有する。モジュール本体部５８の鏡筒部５９と反対側の面には撮像素子４０が実装される。撮像素子４０の受光面６５には、絞り機構部６０、複合レンズ部６１、光学素子６２、外光取入口５７を通った外光が観察像として結像される。撮像素子４０は、観察像を撮像信号として出力する。出力された撮像信号は画像処理回路によってデジタル信号に変換された後、ホワイトバランス補正、ガンマ補正、輪郭強調、色補正等の各種処理が施される。画像処理回路で処理された撮像信号は、制御回路による制御に基づき各種情報と共に送信回路によって送信される。送信された撮像信号は、被検体の外部に設けられた外部装置によって受信され、メモリに蓄積される。
【００５７】
ここで、従来、撮像素子４０は、図７に示した第２配線基板１０４の表側実装面１０６ａに実装されていた。従って、従来構造では、撮像素子１０８の受光面に形成される出力回路は、撮像素子１０８を厚み方向に貫通した背面側で図７に示した表側実装面１０６ａに接続されていた。このため、図７に示した従来の撮像素子１０８は、貫通電極構造となった高価なものであった。これに対し、本実施形態のカプセル型内視鏡１０では、モジュール本体部５８に微細複合加工技術によって撮像素子用接続配線パターン６６が形成される。撮像素子４０は、受光面６５に設けられた素子端子６７が撮像素子用接続配線パターン６６に接続される。これにより、撮像素子４０として、貫通電極構造でない安価な市販品の使用を可能にしている。
【００５８】
従って、本実施形態に係るカプセル型内視鏡１０によれば、起動用スイッチを配線基板の実装面に設ける必要がなく、配線基板の削減を可能として、さらなる小型化を実現できる。
【符号の説明】
【００５９】
１３ 電池
１４ 電極端子
１９ カプセルケース裏面
３３ 電池保持部
３７ 外部磁石
４１ パターン端子
４２ 電池軸線
４３ 一端側端面電極
４４ 他端側端面電極
５０ 磁石
５１ 端子接触面
５２ 端子裏面
５３ 電極用配線パターン
５４ 電極対向保持面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カプセル外殻を形成するカプセルケースの内方に収容される柱体状の電池と、
被検体外に設けられた外部磁石の磁力が加えられることで前記電池の電池軸線に沿う方向の一端側端面電極に導通するよう変形する導電性金属ばね材からなる電極端子と、
を具備するカプセル型内視鏡。
【請求項２】
請求項１記載のカプセル型内視鏡であって、
前記電極端子に設けられ前記一端側端面電極に接触した該電極端子を接触維持させる磁石を具備するカプセル型内視鏡。
【請求項３】
請求項２記載のカプセル型内視鏡であって、
前記磁石が、前記電極端子の表面のうち、前記一端側端面電極に接触する端子接触面と反対側の端子裏面に配設されているカプセル型内視鏡。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１項に記載のカプセル型内視鏡であって、
前記電極端子が、前記一端側端面電極との接触を磁気吸引力によって維持するよう磁化されているカプセル型内視鏡。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１項に記載のカプセル型内視鏡であって、
カプセルケース裏面に前記電池を保持する電池保持部が凹設され、
前記電池保持部における前記電池の他端側端面電極に対面する電極対向保持面には、前記カプセルケース裏面に渡って設けられた電極用配線パターンのパターン端子が微細複合加工技術によって形成されているカプセル型内視鏡。
【請求項１】
カプセル外殻を形成するカプセルケースの内方に収容される柱体状の電池と、
被検体外に設けられた外部磁石の磁力が加えられることで前記電池の電池軸線に沿う方向の一端側端面電極に導通するよう変形する導電性金属ばね材からなる電極端子と、
を具備するカプセル型内視鏡。
【請求項２】
請求項１記載のカプセル型内視鏡であって、
前記電極端子に設けられ前記一端側端面電極に接触した該電極端子を接触維持させる磁石を具備するカプセル型内視鏡。
【請求項３】
請求項２記載のカプセル型内視鏡であって、
前記磁石が、前記電極端子の表面のうち、前記一端側端面電極に接触する端子接触面と反対側の端子裏面に配設されているカプセル型内視鏡。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のうちのいずれか１項に記載のカプセル型内視鏡であって、
前記電極端子が、前記一端側端面電極との接触を磁気吸引力によって維持するよう磁化されているカプセル型内視鏡。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のうちのいずれか１項に記載のカプセル型内視鏡であって、
カプセルケース裏面に前記電池を保持する電池保持部が凹設され、
前記電池保持部における前記電池の他端側端面電極に対面する電極対向保持面には、前記カプセルケース裏面に渡って設けられた電極用配線パターンのパターン端子が微細複合加工技術によって形成されているカプセル型内視鏡。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−７８４４０（Ｐ２０１３−７８４４０Ａ）
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１９４９４（Ｐ２０１１−２１９４９４）
【出願日】平成２３年１０月３日（２０１１．１０．３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２日（２０１３．５．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月３日（２０１１．１０．３）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]